CN112540232A - 接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备，包括：按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；按照保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径、最小接地环上垂直接地极的深度、配电设备接地环的直径和配电设备接地环上垂直接地极的深度；按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度；实现了在综合工频接地电阻限值、保护配变设备安全、降低冲击电阻限值的要求等因素，构建接地网，提高了电站安全性。

Description

接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备

技术领域

本发明属于风电机组接地技术领域，具体涉及一种接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备。

背景技术

良好的接地网设计可以保证电力系统相关设备的安全可靠运行。接地网设计方法已经有众多研究，尤其是工频接地网的设计，简单的土壤结构可以依靠相关标准和经验，复杂的土壤结构和地形可以使用商业软件(如CDEGS)开展。

现有技术中的接地网已形成了单环、多环、多环结合辐射网的标准设计方法，并且标准中也规定了4欧姆的限值。根据国内设计和施工经验，风电机组的接地网按照标准设计方法应设置成围绕塔基的水平圆环形状，并根据现场实际情况，增加外延接地、石墨接地等方法降低接地电阻。接地网按照接地方案完成后应准确测量其接地电阻，对于不满足规定要求的接地网应采取补救措施。

但是，现有技术中完全以工频接地电阻满足4欧姆限值要求为目标，没有充分考虑雷电流可能导致的危害和解决措施，从而在雷电流入地点较多的变电站，容易造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，导致变电站安全性较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备，以解决现有技术中因没有充分考虑雷电流可能导致的危害和解决措施，从而在雷电流入地点较多的变电站，容易造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，导致变电站安全性较低的问题。

针对上述问题，本发明提供了一种接地网的构建方法，包括：

按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；

按照保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径、最小接地环上垂直接地极的深度、配电设备接地环的直径和配电设备接地环上垂直接地极的深度；

按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度；其中，中间环为在配电设备接地环和最大接地环之间的接地环。

进一步地，上述所述的接地网的构建方法中，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度，包括：

测量风电场所在区域的土壤电阻率，并设定风电场所在区域对应的最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标；

根据所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标，确定布置在最大接地环上的垂直接地极的深度。

进一步地，上述所述的接地网的构建方法中，根据所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标，确定布置在最大接地环上的垂直接地极的深度，包括：

若所述风电场所在区域为单土壤模型，将所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标带入第一计算式进行计算，得到最大接地环上的垂直接地极的深度；

所述第一计算式为：

R＝(0.125ρ)/sqrt(πD^2+4πD L)；

其中，R为所述工频接地电阻设计目标，ρ为所述土壤电阻率，D为所述最大接地环的直径，L为所述最大接地环上的垂直接地极的深度。

进一步地，上述所述的接地网的构建方法中，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度，包括：

按照后一接地环为前一接地环的预设倍数的原则，依次设置中间接地环的直径，并在当前中间接地环与所述最大接地环之间的距离小于预设阈值时，舍去所述当前中间接地环；

根据所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征，确定每个中间接地环上的垂直接地极的深度。

进一步地，上述所述的接地网的构建方法中，根据所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征，确定每个中间接地环上的垂直接地极的深度，包括：

将所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征分别代入第二计算式进行计算，得到每个中间接地环上的垂直接地极的深度；

其中，所述第二计算式为：

L1＝[(ρ/40/R/(logf/6))^2-πD1^2]/(4πD1)；其中，f＝3*10^8/4/tr；

L1为中间接地环上的垂直接地极的深度，R为所述工频接地电阻设计目标，ρ为所述土壤电阻率，D1为中间接地环的直径，f为工频接地电阻的频率，tr为所述雷电流特征中的雷电流的上升时间。

进一步地，上述所述的接地网的构建方法中，所述固定参数原则包括：

最小接地环的直径为20米，最小接地环上垂直接地极的深度为2.5米，最小接地环上每个垂直接地极的间隔为2米，配电设备接地环的直径为30米，配电设备接地环的垂直接地极的深度为10米。

本发明还提供一种接地网的冲击阻抗的检测方法，所述接地网根据上述所述的接地网的构建方法构建，所述方法包括：

获取接地网的电压峰值和接地网的电流峰值；

根据所述接地网的电压峰值和所述接地网的电流峰值，确定所述接地网的理论冲击阻抗；

将所述理论冲击阻抗于测试线的阻抗的差值作为所述接地网的实际冲击阻抗；其中，所述测试线的阻抗包括电流测试线的阻抗和电压测试线的阻抗。

进一步地，上述所述的接地网的冲击阻抗的检测方法中，将所述理论冲击阻抗于测试线的阻抗的差值作为所述接地网的实际冲击阻抗之前，还包括：

根据第三计算式确定的工频接地电阻的频率计算出所述测试线的阻抗，或者，利用单频点信号源在第三计算式确定的工频接地电阻的频率测量出所述测试线的阻抗；

其中，所述第三计算式为f＝3*10^8/4/tr；

f为工频接地电阻的频率，tr为所述雷电流特征中的雷电流的上升时间。

本发明还提供一种接地网的构建设备，包括存储器和控制器；

所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如上所述接地网的构建方法的步骤。

本发明还提供一种接地网的冲击阻抗的检测设备，包括存储器和控制器；

所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如上所述接地网的冲击阻抗的检测的步骤。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明的接地网的构建方法、接地网的冲击阻抗的检测方法和设备，按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；按照保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径、最小接地环上垂直接地极的深度、配电设备接地环的直径和配电设备接地环上垂直接地极的深度；按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度，实现了在综合工频接地电阻限值、保护配变设备安全、降低冲击电阻限值的要求等因素，构建接地网，避免造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，提高了电站安全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为A型接地网的示意图；

图2为B型接地网的示意图；

图3为C型接地网的示意图；

图4为本发明的接地网的构建方法实施例的流程图；

图5为本发明接地网的冲击阻抗的检测方法实施例的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

按照建筑物防雷技术规范GB50057和建筑物防雷规范IEC61024的规定，要求风机接地电阻小于4，为简化实施步骤，将接地网按照土壤电阻率的不同分为三类，如表1所示。表1为现有技术中接地网类型表。

表1

地网类型	土壤电阻率(Ω·m)
		A型	0<ρ≤1000
B型	1000<ρ≤2000
		C型	2000<ρ≤3000

(1)A型接地网

图1为A型接地网的示意图，如图1所示，A型接地网以塔基的中心为圆点，设置半径为15m和25m的两圈环形水平接地体，用4根水平接地体将2环连接，半径为15m的水平接地环上均匀焊接16根垂直接地体，半径为25m的水平接地体环上均匀焊接26根垂直接地体。另外，新型石墨接地体串并联连接于水平接地体周围。

(2)B型接地网

图2为B型接地网的示意图，如图2所示，B型接地网以塔基的中心为圆点，设置半径为15m、25m和35m的三圈环形水平接地体，用4根水平接地体将3环连接，半径为15m的水平接地环上均匀焊接16根垂直接地体，半径为25m的水平接地体环上均匀焊接26根垂直接地体，半径为35m的水平接地体环上均匀焊接38根垂直接地体。B型接地网应增设长度为12m的外延接地体。新型石墨接地体的安装于A型接地网类似，串并联连接于水平接地体周围。

(3)C型接地网

图3为C型接地网的示意图，如图3所示，C型接地网以塔基的中心为圆点，设置半径为20m、30m和40m的三圈环形水平接地体，用6根水平接地体将3环连接，半径为20m的水平接地环上均匀焊接20根垂直接地体，半径为30m的水平接地体环上均匀焊接32根垂直接地体，半径为40m的水平接地体环上均匀焊接49根垂直接地体。

但是，现有技术中完全以工频接地电阻满足4欧姆限值要求为目标，没有充分考虑雷电流可能导致的危害和解决措施，从而在雷电流入地点较多的变电站，容易造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，导致变电站安全性较低。

现有技术的缺陷具体表现在：

a、雷电流入地情况下，在风机邻近的配变控制和保护端口可能产生较高的浪涌过电压，其控制需要依靠降低电缆两端地网电位来实现；

b、雷电流入地情况下，风机接地网冲击电阻要求低于10欧姆，这一要求既与雷电流波形相关，又与接地网面积相关。尤其是对于高土壤电阻率地区，接地网面积较大，冲击电阻主要受风机基础附近区域地网布置影响。

因此，为了解决上述技术问题，本发明提供了以下实施例。

实施例一

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种接地网的构建方法。

图4为本发明的接地网的构建方法实施例的流程图，如图4所示，本实施例的接地网的构建方法具体可以包括如下步骤：

400、按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；

在一个具体实现过程中，接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极的深度基本上确定了接地网工频接地电阻能够达到的最小值(这里没有考虑接地模块、膨润土或石墨等降阻措施)。因此，本实施例在此给出的设计方法中，按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度。

具体地，本实施例中可以测量风电场所在区域的土壤电阻率，并设定风电场所在区域对应的最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标后，根据土壤电阻率、最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标，确定布置在最大接地环上的垂直接地极的深度。

例如，以风电场所在区域为单土壤模型为例对本文发明的技术方案进行描述。本实施例中，可以将土壤电阻率、最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标带入第一计算式进行计算，得到最大接地环上的垂直接地极的深度。其中，第一计算式为：

R＝(0.125ρ)/sqrt(πD^2+4πD L)；

其中，R为工频接地电阻设计目标，ρ为土壤电阻率，D为最大接地环的直径，L为最大接地环上的垂直接地极的深度。

需要说明的是，工频接地电阻设计目标R不能是标准要求的4欧姆，需要考虑实际可能采取的降阻措施，因此R的数值一般会大于4欧姆。垂直接地极的根数本发明建议不少于8根，并且在最大圆环上均匀布置，实际施工时，一般都是在施工的同时进行测试，以达到设计目标为限。

401、按照地网中最小接地环和最小接地环上垂直接地极用于保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径和最小接地环上垂直接地极的深度；

本实施例中，固定参数原则包括：最小接地环的直径为20米，最小接地环上垂直接地极的深度为2.5米，最小接地环上每个垂直接地极的间隔为2米，配电设备接地环的直径为30米，配电设备接地环的垂直接地极的深度为10米。

具体地，本实施例以配变与风机之间连接电缆在二次设备端口的差模和共模干扰尽可能降低为目标，针对这一目标，其准确设计需要考虑不同区域浪涌保护器的设计，本实施例对此只是从风机到配变连接地网的角度予以尽量降低的角度考虑。由于风机自带半径9-10米的基础，然后在该基础外敷设圆环作为接地网(本实施例将这一圆环称为最小接地环，最小接地环的直径为20米)，在最小接地环上按照2m间隔布置2.5米长垂直接地极。本实施例中，为了实现均压，将接地网电流扩散均匀，本实施例还在配变下方布置配电设备接地环，并以配变下方为起点，布置6根10m垂直接地极，实现引流的目的，配变下方的每根垂直接地极与最小接地环的连接点与风机基础连接。

402、按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度；

本实施例中，中间环为在配电设备接地环和最大接地环之间的接地环。

本实施例中以25米以内的接地环对于降低冲击电阻是有效的，在25米外的接地环对于冲击电阻的降低效果减弱。注意，这里是针对上升沿低于2.6us的雷电波形，上升沿缓慢的雷电波形其冲击电阻与工频电阻接近。因此，为了有效降低快速上升雷电流的冲击电阻，本发明对第二个圆环做专门设计。

具体地，可以按照后一接地环为前一接地环的预设倍数的原则，依次设置中间接地环的直径，并在当前中间接地环与最大接地环之间的距离小于预设阈值时，舍去当前中间接地环；并根据土壤电阻率、工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和雷电流特征，确定每个中间接地环上的垂直接地极的深度。例如，可以将土壤电阻率、工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和雷电流特征分别代入第二计算式进行计算，得到每个中间接地环上的垂直接地极的深度；

其中，第二计算式为：

L1＝[(ρ/40/R/(logf/6))^2-πD1^2]/(4πD1)；其中，f＝3*10^8/4/tr；

L1为中间接地环上的垂直接地极的深度，R为工频接地电阻设计目标，ρ为土壤电阻率，D1为中间接地环的直径，f为工频接地电阻的频率，tr为雷电流特征中的雷电流的上升时间。

需要说明的是，雷电流特征包括用双指数函数表示的雷电流的上升时间tr，半波时间tf和峰值I0；对于不能获得风电场所在区域雷电流典型特征的风电场，雷电流的上升时间tr、半波时间tf和峰值I0按照后续回击典型值取0.5us、100us和20kA。

由于不同区域雷电特征的差异，导致接地网冲击电阻(现有标准定义的冲击电阻为雷电流入地时，地网电位升的幅值与入地雷电流幅值的比值)存在差异，计算表明，3种常用的雷电压和雷电流的波形参数10/350us波形得到的冲击阻抗与工频接地阻抗几乎一致，8/20us波形雷电流入地时，其冲击阻抗约为工频接地阻抗的1.2～1.6倍，2.6/40波形的雷电流入地时，其冲击阻抗约为工频接地阻抗的1.8～2倍。因此如果掌握风电场所在区域的典型雷电流波形，其冲击电阻的设计可以得到简化，如果不能获得其雷电流波形，本发明建议以后续回击的典型波形作为雷电流波形，此时冲击电阻约为工频接地电阻的1.8～2.3倍。这里的倍数，都是针对半径为20m的圆环型接地网，应用接地网分析软件计算获得的数值。

本实施例的接地网的构建方法，按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；按照保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径、最小接地环上垂直接地极的深度、配电设备接地环的直径和配电设备接地环上垂直接地极的深度；按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度，实现了在综合工频接地电阻限值、保护配变设备安全、降低冲击电阻限值的要求等因素，构建接地网，避免造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，提高了电站安全性。

需要说明的是，本发明实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本发明实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成的方法。

实施例二

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种接地网的冲击阻抗的检测方法。其中，该接地网根据上述实施例的接地网的构建方法构建。

图5为本发明接地网的冲击阻抗的检测方法实施例的流程图，如图3所示，本实施例的接地网的冲击阻抗的检测方法具体可以包括如下步骤：

500、获取接地网的电压峰值和接地网的电流峰值；

具体地，在根据上述实施例的接地网的构建方法构建接地网后，可以风电场所在区域的雷电流特征设置检测源波形，并可以采用常规三极法测试接地网的冲击阻抗。具体地，在接收到测试命令时，触发冲击电流发生器，产生冲击电流,并将冲击电流注入杆塔接地体，通过电压采集单元从杆塔接地体中采集接地网的电压，通过电流采集单元从杆塔接地体中接地网的电流，从而可以获取到接地网的电压峰值和接地网的电流峰值。

501、根据接地网的电压峰值和接地网的电流峰值，确定接地网的理论冲击阻抗；

在获取到接地网的电压峰值和接地网的电流峰值后，可以将二者的比值作为接地网的理论冲击阻抗。

502、将理论冲击阻抗于测试线的阻抗的差值作为接地网的实际冲击阻抗。

本实施例中，测试线的阻抗包括电流测试线的阻抗和电压测试线的阻抗。其中，可以根据第三计算式确定的工频接地电阻的频率计算出测试线的阻抗，或者，利用单频点信号源在第三计算式确定的工频接地电阻的频率测量出测试线的阻抗。

本实施例中，第三计算式为f＝3*10^8/4/tr；

f为工频接地电阻的频率，tr为雷电流特征中的雷电流的上升时间。

应用本发明的接地网的构建方法构建接地网并进行冲击阻抗的检测实验如下：

以1000欧米土壤电阻率的接地网为例，按照本发明设计的接地网应用接地网设计软件计算，并考虑使用接地模块和膨润土获得40％的降阻效果，获得的工频接地电阻为3.76欧姆，在0.5/100us雷电流波形情况下，冲击电阻为8.02欧姆。

以3000欧米土壤电阻率的接地网为例，按照本发明设计的接地网应用接地网设计软件计算，并考虑使用接地模块和膨润土获得40％的降阻效果，获得的工频接地电阻为3.82欧姆，在0.5/100us雷电流波形情况下，冲击电阻为8.52欧姆。

由此可知，本发明的接地网的构建方法构建接地网能够避达到设计需求，避免造成工频接地电阻高于4欧姆的标准限值，提高了电站安全性。

实施例三

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种接地网的构建设备。

该接地网的构建设备包括存储器和控制器；

存储器上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述实施例的接地网的构建方法的步骤。

上述实施例的设备用于实现前述实施例中相应的方法，其具体实现方案可以参见前述实施例记载的方法及方法实施例中的相关说明，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

实施例四

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种接地网的冲击阻抗的检测设备。

该接地网的冲击阻抗的检测设备包括存储器和控制器；

存储器上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述实施例的接地网的冲击阻抗的检测的步骤。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，其具体实现方案可以参见前述实施例记载的方法及方法实施例中的相关说明，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

实施例五

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种存储介质。

本实施例的存储介质，上存储有计算机程序，计算机程序被控制器执行时实现上述实施例的接地网的构建方法的步骤和/或上述实施例的接地网的冲击阻抗的检测的步骤。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块32中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种接地网的构建方法，其特征在于，包括：

按照接地网中最大接地环和最大接地环上垂直接地极用于降低工频接地电阻的原则，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度；

按照保证配电设备安全的原则和固定参数原则，设计最小接地环的直径、最小接地环上垂直接地极的深度、配电设备接地环的直径和配电设备接地环上垂直接地极的深度；

按照降低冲击电阻的目的，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度；其中，中间环为在配电设备接地环和最大接地环之间的接地环。

2.根据权利要求1所述的接地网的构建方法，其特征在于，设计最大接地环的直径和最大接地环上垂直接地极的深度，包括：

测量风电场所在区域的土壤电阻率，并设定风电场所在区域对应的最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标；

根据所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标，确定布置在最大接地环上的垂直接地极的深度。

3.根据权利要求2所述的接地网的构建方法，其特征在于，根据所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标，确定布置在最大接地环上的垂直接地极的深度，包括：

若所述风电场所在区域为单土壤模型，将所述土壤电阻率、所述最大接地环的直径和工频接地电阻设计目标带入第一计算式进行计算，得到最大接地环上的垂直接地极的深度；

所述第一计算式为：

R＝(0.125ρ)/sqrt(πD^2+4πD L)；

其中，R为所述工频接地电阻设计目标，ρ为所述土壤电阻率，D为所述最大接地环的直径，L为所述最大接地环上的垂直接地极的深度。

4.根据权利要求2所述的接地网的构建方法，其特征在于，基于风电场所在区域的雷电流特征，设计至少一个中间接地环的直径和每个中间接地环上的垂直接地极的深度，包括：

按照后一接地环为前一接地环的预设倍数的原则，依次设置中间接地环的直径，并在当前中间接地环与所述最大接地环之间的距离小于预设阈值时，舍去所述当前中间接地环；

根据所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征，确定每个中间接地环上的垂直接地极的深度。

5.根据权利要求4所述的接地网的构建方法，其特征在于，根据所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征，确定每个中间接地环上的垂直接地极的深度，包括：

将所述土壤电阻率、所述工频接地电阻设计目标、每个中间接地环的直径和所述雷电流特征分别代入第二计算式进行计算，得到每个中间接地环上的垂直接地极的深度；

其中，所述第二计算式为：

L1＝[(ρ/40/R/(logf/6))^2-πD1^2]/(4πD1)；其中，f＝3*10^8/4/tr；

L1为中间接地环上的垂直接地极的深度，R为所述工频接地电阻设计目标，ρ为所述土壤电阻率，D1为中间接地环的直径，f为工频接地电阻的频率，tr为所述雷电流特征中的雷电流的上升时间。

6.根据权利要求1所述的接地网的构建方法，其特征在于，所述固定参数原则包括：

最小接地环的直径为20米，最小接地环上垂直接地极的深度为2.5米，最小接地环上每个垂直接地极的间隔为2米，配电设备接地环的直径为30米，配电设备接地环的垂直接地极的深度为10米。

7.一种接地网的冲击阻抗的检测方法，其特征在于，所述接地网根据权利要求1-6任一项所述的接地网的构建方法构建，所述方法包括：

获取接地网的电压峰值和接地网的电流峰值；

根据所述接地网的电压峰值和所述接地网的电流峰值，确定所述接地网的理论冲击阻抗；

将所述理论冲击阻抗于测试线的阻抗的差值作为所述接地网的实际冲击阻抗；其中，所述测试线的阻抗包括电流测试线的阻抗和电压测试线的阻抗。

8.根据权利要求7所述的接地网的冲击阻抗的检测方法，其特征在于，将所述理论冲击阻抗于测试线的阻抗的差值作为所述接地网的实际冲击阻抗之前，还包括：

根据第三计算式确定的工频接地电阻的频率计算出所述测试线的阻抗，或者，利用单频点信号源在第三计算式确定的工频接地电阻的频率测量出所述测试线的阻抗；

其中，所述第三计算式为f＝3*10^8/4/tr；

f为工频接地电阻的频率，tr为所述雷电流特征中的雷电流的上升时间。

9.一种接地网的构建设备，其特征在于，包括存储器和控制器；

所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述接地网的构建方法的步骤。

10.一种接地网的冲击阻抗的检测设备，其特征在于，包括存储器和控制器；

所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被控制器执行时实现如权利要求7或8所述接地网的冲击阻抗的检测的步骤。

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